CN109738613A - 一种不同配比砂卵石地层的自动生成装置及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提出一种不同配比砂卵石地层的自动生成装置及其试验方法，通过取样系统、承载系统、自动调和系统、数据控制系统的高效配合，根据重量或是体积选择不同配比的砂卵石进行配置，通过数据控制系统严格控制所需组分砂卵石的提取量，并利用自动调和系统对不同组分的砂卵石地层进行配置，得以快速方便的获得所需组分的砂卵石地层并进行研究，解决建筑工程中获取所需组分砂卵石困难的问题，为建筑工程中不同组分砂卵石的配置提供了渠道。

Description

一种不同配比砂卵石地层的自动生成装置及其试验方法

技术领域：

本发明涉及一种岩土工程模型试验系统及其试验方法，具体涉及一种不同配比砂卵石地层的自动生成装置，填补相关领域空白，对有关科学研究具有重要的辅佐作用。

技术背景：

砂卵石地层在各类工程领域中比较常见，许多工程在建设初期或中期都将遇到砂卵石地层，而在砂卵石地层中进行施工也是十分常见的，砂卵石地层本身具有压实性能好、透水性强、抗剪强度高、地震荷载作用下不易液化等优良的工程特性，在我国工程建设中得到了广泛的应用。而研究砂卵石地层的更多特性将有助于各大工程在建设中减少许多不必要的麻烦，不同配比的砂卵石地层具有不同的力学特性。砂卵石地层本身更具有可利用性，合理的利用砂卵石地层进行工程建设也是建筑工程中比较常见的工具，因此，合理地将不同配比的砂卵石应用于各大建设工程中是很有必要的。而不同配比的砂卵石地层具有不同的力学特性，配置不同配比的砂卵石可用于不同领域的使用，因此自动配比砂卵石地层的装置这一工作显得尤为重要。

目前，国内的研究者多偏重于研究砂卵石地层性质进行实验或是针对砂卵石地层采取相应的施工措施，例如，刘远征提出的砂卵石地层大直径泥水刀盘搅拌翼；叶蕾发明的砂卵石地层可更换撕裂刀装置；何十美提出的砂卵石层造孔工艺。但是，针对不同配比砂卵石地层可自动生成的实验模型研究却几乎尚未涉及，罕有研究。

根据以上思路，设计并发明出了一种不同配比砂卵石地层的自动生成装置，该装置在相关领域处于领先地位，在未来的实际应用中有着相当广阔的前景和重要意义。

发明目的：

本发明的目的在于提出一种不同配比砂卵石地层的自动生成装置及其试验方法，通过取样系统、承载系统、自动调和系统、数据控制系统的高效配合，根据重量或是体积选择不同配比的砂卵石进行配置，通过数据控制系统严格控制所需组分砂卵石的提取量，并利用自动调和系统对不同组分的砂卵石地层进行配置，得以快速方便的获得所需组分的砂卵石地层并进行研究，解决建筑工程中获取所需组分砂卵石困难的问题，为建筑工程中对不同组分砂卵石的配置提置包括：

承载系统：包括承载平台、接收室、支撑柱、围板、钢板，所述的承载平台为一长方形铁台，上设置可供滑轮滚动的滚动槽，铁台左侧设置为斜坡结构，同样设置滚动槽；所述接收室为可活动结构，下方四角各有滑轮一个，接收室左右两端设置螺栓结构用于与承载平台相固定；所述支撑柱焊接于承载平台四角，其上部与所述钢板焊接；所述围板为厚5mm的钢板，可用于将承载平台上部空间围住，其左侧围板为门栓结构。

取样系统：包括样品存放室、压力传感器、过滤漏斗、测量光幕，所述样品存放室由6个体积为1500cm³的隔离空间组成，放置于钢板上方，每个空间底部为可控制漏口；所述压力传感器放置于样品存放室下部，用于测量样品重量，压力传感器与控制系统计算机通过电线连接；所述过滤漏斗放置于样品存放室漏口下方，用于接收各组分的砂卵石；所述的测量光幕置于6个隔离空间漏口之上，用于测量各类砂卵石的体积。

自动调和系统：包括搅拌器、压力传感器、测量光幕，所述搅拌器置于接收室之内，用于将接收到的各组分砂卵石调和；所述压力传感器置于接收室下方，与计算机通过电线连接，用于测量所接受样品质量；所述测量光幕置于接收室内部，用于测量所接受样品体积。

数据控制系统：包括计算机、控制面板，所述计算机置于控制室内，用于监测系统运转情况以及对系统各类数据进行分析统计，通过控制一定的范围进行组分的调配；所述控制面板置于计算机右侧，用于控制搅拌机开关以及漏口闭合。

优选地，所述的承载平台为长方形铁台，其尺寸长×宽×高为5000m×3000m×2000m，所述的接收室为一大型长方体，其尺寸长×宽×高为4500mm×2500mm×1500mm，其下部四角固定有可滑动滚轮，适应于铁台上滚动槽。

优选地，所述的支撑柱为四根尺寸为底直径×高为100mm×2000mm的长直圆柱，焊接于承载平台上用于支撑整个上半部分。

优选地，所述的围板正面尺寸为长×宽×高为5000mm×10mm×500mm，侧面围板尺寸长×宽×高为3000mm×10mm×500mm，其中左侧围板为门栓结构，所述的钢板尺寸长×宽×高为5000mm×3000mm×5mm。

优选地，所述的样品存放室为6个尺寸长×宽×高为150mm×100mm×10mm的隔离空间组成，所述的压力传感器采用HM10高精度压力传感器可精确地测得样品的质量并及时将所得信息传递到数据控制系统计算及内。

优选地，所述的过滤漏斗其开口为一长×宽为500mm×220mm的矩形，为三角台结构，所述的测量光幕采用三井体积测量光幕，可快速测定砂卵石体积大小。

优选地，所述的搅拌器采用两叶浆式不锈钢搅拌器，能将各组分的材料搅拌混合，且不易卡机，所述的计算机选择华硕顽石M32CD台式电脑，能快速计算出所需砂卵石各组分的比例以及快速处理所接收的数据，所述的控制面板左侧为漏口闭合开关，与漏口建立信号连接，右侧为搅拌器开关与搅拌器建立信号连接。

本发明还提出了一种不同配比砂卵石地层的自动生成装置的使用方法，其具体使用步骤如下：

S101：将承载平台放置于平滑地面并固定，将支撑柱固定在承载平台四角并将铁板焊接于支撑柱上方，将接收室放置于规定位置并将安装压力传感器安装于铁板下部，将样品存放室放置于上方并与漏口焊接，装上围板检查装置稳定性。

S102：将已经筛分好的细砂、3mm～20mm直径砂卵石、20mm～40mm直径砂卵石、40mm～60mm直径砂卵石、60mm～80mm直径砂卵石、80mm～100mm直径砂卵石分别放置于不同的样品存放室之内。

S103：打开数据控制系统，记录样品初始体积以及质量，计算所需砂卵石各组分的含量，打开洞口并记录漏出砂卵石数据，待砂卵石达到所需组分后，关闭洞口。打开自动调和系统开关，开始搅拌，15min后关闭。

S104：打开左侧围板，将所配置好的砂卵石取出。并清理接收室，关上围板，实验结束。

相比目前的砂卵石模型，本发明述及的不同配比砂卵石地层的自动生成装置考虑了砂卵石粒径大小的不同而设置了专门的空间，同时考虑由不同体积和质量对组分的考虑，并设置相应装置来对各种砂卵石进行配比工作；而且通过计算机精确控制整个流程。

附图说明：

图1为本发明中不同配比砂卵石地层的自动生成装置主视图；

图2为本发明中接收室主视图；

图3为本发明中过滤漏斗主视图。

1—承载平台；2—接收室；3—支撑柱；4—围板；5—钢板；6—样品存放室；7，7’—压力传感器；8—过滤漏斗；9，9’—测量光幕；10—可控制漏口；11—搅拌器；12—计算机；13—控制面板；

具体实施方式：

承载系统中所述的承载平台1为一长方形铁台，上设置可供滑轮滚动的滚动槽，铁台左侧设置为斜坡结构，同样设置滚动槽；所述接收室2为可活动结构，下方四角各有滑轮一个，接收室2左右两端设置螺栓结构用于与承载平台1相固定；所述支撑柱3焊接于承载平台1四角，其上部与所述钢板5焊接；所述围板4为厚5mm的钢板，可用于将承载平台1上部空间围住，其左侧围板4为门栓结构。

取样系统中所述样品存放室6由6个体积为1500cm³的隔离空间组成，放置于钢板5上方，每个空间底部为可控制漏口10；所述压力传感器7放置于样品存放室6下部，用于测量样品重量，压力传感器7与控制系统计算机12通过电线连接；所述过滤漏斗8放置于样品存放室6漏口10下方，用于接收各组分的砂卵石；所述的测量光幕9置于6个隔离空间漏口10之上，用于测量各类砂卵石的体积。

自动调和系统中所述搅拌器11置于接收室2之内，用于将接收到的各组分砂卵石调和；所述压力传感器7’置于接收室2下方，与计算机12通过电线连接，用于测量所接受样品质量；所述测量光幕9’置于接收室2内部，用于测量所接受样品体积。

数据控制系统中所述计算机12置于控制室内，用于监测系统运转情况以及对系统各类数据进行分析统计；所述控制面板13置于计算机右侧，用于控制搅拌机开关以及漏口闭合。

本发明实验步骤如下：

S101：将承载平台放置于平滑地面并固定，将支撑柱固定在承载平台四角并将铁板焊接于支撑柱上方，将接收室放置于规定位置并将安装压力传感器安装于铁板下部，将样品存放室放置于上方并与漏口焊接，装上围板检查装置稳定性。

S102：将已经筛分好的细砂、3mm～20mm、20mm～40mm直径砂卵石、40mm～60mm直径砂卵石、60mm～80mm直径砂卵石、80mm～100mm直径砂卵石分别放置于不同的样品存放室之内。

S103：打开数据控制系统，记录样品初始体积以及质量，计算所需砂卵石各组分的含量，打开洞口并记录漏出砂卵石数据，待砂卵石达到所需组分选定范围后，关闭洞口。打开自动调和系统开关，开始搅拌，15min后关闭。

S104：打开左侧围板，将所配置好的砂卵石取出。并清理接收室，关上围板，实验结束。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替换、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (9)

1.一种不同配比砂卵石地层的自动生成装置，其特征在于：所述不同配比砂卵石地层的自动生成装置包括：

承载系统：包括承载平台、接收室、支撑柱、围板、钢板，所述的承载平台为一长方形铁台，上设置可供滑轮滚动的滚动槽，铁台左侧设置为斜坡结构，同样设置滚动槽；所述接收室为可活动结构，下方四角各有滑轮一个，接收室左右两端设置螺栓结构用于与承载平台相固定；所述支撑柱焊接于承载平台四角，其上部与所述钢板焊接；所述围板为厚5mm的钢板，可用于将承载平台上部空间围住，其左侧围板为门栓结构。

取样系统：包括样品存放室、压力传感器、过滤漏斗、测量光幕，所述样品存放室由6个体积为1500cm³的隔离空间组成，放置于钢板上方，每个空间底部为可控制漏口；所述压力传感器放置于样品存放室下部，用于测量样品重量，压力传感器与控制系统计算机通过电线连接；所述过滤漏斗放置于样品存放室漏口下方，用于接收各组分的砂卵石；所述的测量光幕置于6个隔离空间漏口之上，用于测量各类砂卵石的体积。

自动调和系统：包括搅拌器、压力传感器、测量光幕，所述搅拌器置于接收室之内，用于将接收到的各组分砂卵石调和；所述压力传感器置于接收室下方，与计算机通过电线连接，用于测量所接受样品质量；所述测量光幕置于接收室内部，用于测量所接受样品体积。

数据控制系统：包括计算机、控制面板，所述计算机置于控制室内，用于监测系统运转情况以及对系统各类数据进行分析统计；所述控制面板置于计算机右侧，用于控制搅拌机开关以及漏口闭合。

2.一种不同配比砂卵石地层的自动生成装置，其特征在于：通过计算机和搅拌器精确控制砂卵石组分含量并自动生成。

3.根据权利要求1所述的不同配比砂卵石地层的自动生成装置，其特征在于：所述的承载平台为长方形铁台，其尺寸长×宽×高为5000m×3000m×2000m，所述的接收室为一大型长方体，其尺寸长×宽×高为4500mm×2500mm×1500mm，其下部四角固定有可滑动滚轮，适应于铁台上滚动槽。

4.根据权利要求1所述的不同配比砂卵石地层的自动生成装置，其特征在于：所述的支撑柱为四根尺寸为底直径×高为100mm×2000mm的长直圆柱，焊接于承载平台上用于支撑整个上半部分。

5.根据权利要求1所述的不同配比砂卵石地层的自动生成装置，其特征在于：所述的围板正面尺寸为长×宽×高为5000mm×10mm×500mm，侧面围板尺寸长×宽×高为3000mm×10mm×500mm，其中左侧围板为门栓结构，所述的钢板尺寸长×宽×高为5000mm×3000mm×5mm。

6.根据权利要求1所述的不同配比砂卵石地层的自动生成装置，其特征在于：所述的样品存放室为6个尺寸长×宽×高为150mm×100mm×10mm的隔离空间组成，所述的压力传感器采用HM10高精度压力传感器可精确地测得样品的质量并及时将所得信息传递到数据控制系统计算及内。

7.根据权利要求1所述的不同配比砂卵石地层的自动生成装置，其特征在于：所述的过滤漏斗其开口为一长×宽为500mm×220mm的矩形，为三角台结构，所述的测量光幕采用三井体积测量光幕，可快速测定砂卵石体积大小。

8.根据权利要求1所述的不同配比砂卵石地层的自动生成装置，其特征在于：所述的搅拌器采用两叶浆式不锈钢搅拌器，能将各组分的材料搅拌混合，且不易卡机，所述的计算机选择华硕顽石M32CD台式电脑，能快速计算出所需砂卵石各组分的比例以及快速处理所接收的数据，所述的控制面板左侧为漏口闭合开关，与漏口建立信号连接，右侧为搅拌器开关与搅拌器建立信号连接。

9.一种不同配比砂卵石地层的自动生成装置，其特征在于：采用如权利要求1至8项所述的不同配比砂卵石地层的自动生成装置，包括如下步骤：

S101：将承载平台放置于平滑地面并固定，将支撑柱固定在承载平台四角并将铁板焊接于支撑柱上方，将接收室放置于规定位置并将安装压力传感器安装于铁板下部，将样品存放室放置于上方并与漏口焊接，装上围板检查装置稳定性。

S102：将已经筛分好的细砂、3mm～20mm、20mm～40mm直径砂卵石、40mm～60mm直径砂卵石、60mm～80mm直径砂卵石、80mm～100mm直径砂卵石分别放置于不同的样品存放室之内。

S103：打开数据控制系统，记录样品初始体积以及质量，计算所需砂卵石各组分的含量，打开洞口并记录漏出砂卵石数据，待砂卵石达到所需组分后，关闭洞口。打开自动调和系统开关，开始搅拌，15min后关闭。

S104：打开左侧围板，将所配置好的砂卵石取出。并清理接收室，关上围板，实验结束。